内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构

摘要

内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构，该逆变发电机内有2～5台电机构造相同的交流发电机，且均由同一原动机通过皮带传动机构带动。交流发电机的壳体是摆臂状壳体，其摆动中心孔套在各自对应的支架轴上，并且均通过扭力弹簧来调整传动皮带的张紧力。在摆动中心孔和支架轴之间，有加注了高粘度硅油的贮油腔。本发明是一种噪声极小、振动也极小的内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构，尤其适用于中小生产厂家去利用已有的较小功率交流发电机的转子、定子等来组装成较大功率交流发电机，进而制造出较大功率的逆变发电机。

说明书

技术领域

本发明涉及其内部有多台交流发电机之逆变发电机的机械传动机构。

背景技术

逆变发电机（又称数码发电机）是将电流由交流转换成直流，然后又将直流再转换成交流（简称“交-直-交”）两次转换，最后仍输出交流电的发电机。逆变发电机的构造包括交流发电机、整流器、逆变器和控制交-直-交转换的处理器。与传统交流发电机相比较，逆变发电机具备输出电压波形畸变极小（近乎标准正弦波），尤其适用于对电压品质要求较高的用电设备等等优点。由于逆变发电机的输出功率有不同规格，因此，构成逆变发电机的组件自然也须适应于这些规格。例如，其中交流发电机的转子、定子等均须按不同功率来单独设计与制造（需适应不同规格的模具、工装等）。那么，从节省设计制造成本方面考虑，可否在一台较大功率的逆变发电机中，安装多台已有的较小功率交流发电机来代替一台须单独设计、制造的较大功率交流发电机呢？日本的一件专利申请给出了启示。该专利申请的公開番号（公开号）为特開2010-206904（P2010-206904A）、名称为《インバーター発電機》（逆变发电机）。该专利申请要解决的技术问题是，让同一台逆变发电机在输出三相交流电、或输出单相交流电时，均能较好地保持作为逆变发电机所应有的技术性能。所采用的手段虽然主要是针对控制电路来进行的改进，但在该逆变发电机内的交流发电部分，采用的却是将三台较小功率的交流发电机组装成一个较大功率交流发电机的构造。具体是，由一台原动机通过齿轮传动机构来同时带动三台交流发电机——这一构造启示人们，在采用恰当控制电路的情况下（至少是对仅提供三相交流输出、或仅提供单相交流输出的逆变发电机而言），其内部是可以用已有的多台较小功率交流发电机来代替本需单独设计、制造的较大功率交流发电机的（故，本发明称这种逆变发电机为“内有多台交流发电机的逆变发电机”）。因为在这种情况下，生产厂家仅仅只为制造较小功率逆变发电机而投入模具、工装和相应设备，就可根据需要来组装成较大功率的逆变发电机，当然，也就节省了较多成本。然而，对齿轮传动机构而言，即便是新的，主从动齿轮的啮合齿之间也存在齿侧间隙，由这种间隙所带来的噪声和振动就难以避免。在使用了一段时间后，因磨损原因这些齿侧间隙还会进一步增大，其噪声和振动就更大——不但对环境有噪声污染，而且还会影响逆变发电机本身的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种噪声极小、振动也极小的内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构。

实现所述发明目的之技术方案是这样一种内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构，该逆变发电机内的所有交流发电机的电机构造相同，且均由同一原动机通过机械传动机构带动。其改进之处是，所述交流发电机有2～5台，机械传动机构为皮带传动机构，所有交流发电机的转子轴上所连接的从动带轮的直径相等；原动机的输出轴通过与所述转子轴平行的一主动轮轴与该皮带传动机构的主动带轮连接，该主动轮轴安装在一基架的主轴孔内，该基架上安装有与交流发电机数量相等、且与主动轮轴平行的支架轴，该支架轴的一端有一法兰盘，在该法兰盘上有以该支架轴的轴线为中心而均匀分布的三～六个螺钉过孔，该支架轴是由穿过这些螺钉过孔的螺钉来安装在该基架的；交流发电机的壳体是带有摆动中心孔的摆臂状壳体，该摆动中心孔与所述转子轴平行、且以间隙配合状态套在所述支架轴上，在该支架轴上另外套有一端固定于该交流发电机壳体，另一端固定于所述法兰盘的扭力弹簧；当转子轴按照水平状态设置，且单个交流发电机的自重不能正常张紧传动皮带的情况下，相应扭力弹簧的扭力方向为促使相应传动皮带正常张紧的方向；当转子轴按照水平状态设置，且在单个交流发电机的自重过度张紧传动皮带的情况下，相应扭力弹簧的扭力方向为阻止相应传动皮带被过度张紧的方向；当转子轴按照竖直状态设置的情况下，所有扭力弹簧的扭力方向均为促使各传动皮带正常张紧的方向。

从方案中可以看出，本发明用皮带传动机构替换了现有技术中的齿轮传动机构。由于在皮带传动机构中不存在齿侧间隙和类似性质的间隙，因此，噪声和振动均将大大减小；由于当转子轴按照水平状态设置，且单个交流发电机壳体的自重不能正常张紧传动皮带的情况下，该扭力弹簧的扭力方向为促使相应传动皮带正常张紧的方向；反之，该扭力弹簧的扭力方向则为阻止相应传动皮带被过度张紧的方向；而当转子轴按照竖直状态设置的情况下，所有扭力弹簧的扭力方向又均为促使各传动皮带正常张紧的方向。因此，即便是在长期使用之后，所有皮带都能始终处于正常的张紧状态；由于该支架轴一端法兰盘上的螺钉过孔都是均布状态，所以，就能够非常方便地通过转动法兰盘的方式来调整扭力弹簧的扭力大小，进而得到恰当、且各个交流发电机均尽量相同的皮带张紧力（当然，在调整好后，肯定须把所有螺钉均拧上、并拧紧）。本领域的技术人员应当清楚，扭力弹簧在本发明中除能起到平衡张紧力的作用之外，同时还具有减振、吸振作用。

简言之，本发明是一种噪声极小、振动也极小的内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构，尤其适用于中小生产厂家去利用已有的较小功率交流发电机的转子、定子等来组装成较大功率交流发电机，进而制造出较大功率的逆变发电机。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——本发明中转子轴按照水平状态设置，且由两台小功率发电机组装一台较大功率发电机的结构示意图；

图2——图1中的A—A向剖面图；

图3——图2中的Ⅰ区域局部放大图；

图4——图3中的B—B向剖视图；

图5——本发明中转子轴按照水平状态设置，且由三台小功率发电机组装一台较大功率发电机的外形结构简图；

图6——本发明中转子轴按照竖直状态设置，且由三台小功率发电机组装一台较大功率发电机的外形结构简图；

图7——本发明中转子轴按照竖直状态设置，且由四台小功率发电机组装一台较大功率发电机的外形结构简图；

图8——本发明中本发明中转子轴按照竖直状态设置，且由五台小功率发电机组装一台较大功率发电机的外形结构简图。

具体实施方式

一种内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构（参考图1、2、5、6、7、8），该逆变发电机内的所有交流发电机的电机构造相同，且均由同一原动机通过机械传动机构带动。在本发明中，所述交流发电机有2～5台，机械传动机构为皮带传动机构，所有交流发电机的转子轴6上所连接的从动带轮14的直径相等；原动机的输出轴通过与所述转子轴6平行的一主动轮轴11与该皮带传动机构的主动带轮18连接（原动机通常为汽油内燃机，由于显见，原动机及输出轴均省略未画），该主动轮轴11安装在一基架12的主轴孔内，该基架12上安装有与交流发电机数量相等、且与主动轮轴11平行的支架轴8，该支架轴8的一端有一法兰盘81，在该法兰盘81上有以该支架轴8的轴线为中心而均匀分布的三～六个螺钉过孔，该支架轴8是由穿过这些螺钉过孔的螺钉7来安装在该基架12的（不容置疑，在基架12上与各个法兰盘81的对应处，均有与螺钉过孔对应的螺钉孔）；交流发电机的壳体1是带有摆动中心孔的摆臂状壳体，该摆动中心孔与所述转子轴6平行、且以间隙配合状态套在所述支架轴8上，在该支架轴8上另外套有一端固定于该交流发电机壳体1，另一端固定于所述法兰盘81的扭力弹簧10；当转子轴6按照水平状态设置，且单个交流发电机的自重不能正常张紧传动皮带24的情况下，相应扭力弹簧10的扭力方向为促使相应传动皮带24正常张紧的方向；当转子轴6按照水平状态设置，且在单个交流发电机的自重过度张紧传动皮带24的情况下，相应扭力弹簧10的扭力方向为阻止相应传动皮带24被过度张紧的方向；当转子轴6按照竖直状态设置的情况下，所有扭力弹簧10的扭力方向均为促使各传动皮带24正常张紧的方向。

本领域的技术人员结合有益效果部分的介绍可知，在本发明中处于均布状态，即处于中心对称状态的螺钉过孔和螺钉孔，均应当有较好的位置精度。

从方案及上述具体实施方式中可以看出，除交流发电机的壳体1需改成摆臂状壳体之外，本发明中所有单台交流发电机的电机构造（壳体1内部构造及定子22、转子21、线圈等），乃至壳体1外的散热风扇20，均直接采用同规格的较小的交流发电机的组件。如果图1、2中单台的较小功率交流发电机是1kVA或900VA的话，则组装之后的较大功率就是2kVA或1.8kVA。

从图1中用双点划线绘制出的三角形sj可以看出，在支架轴8位于交流发电机转子轴6和主动轮轴11的两轴线之连接线下方时，对应交流发电机的自重有张紧传动皮带24的作用。图2中的扭力弹簧10是按照交流发电机的自重均可能过度张紧传动皮带24的情况来绘制的（显然，如果在实施中的是相反情况，将图2中的两个扭力弹簧交换一下位置即可）。从图5中可以看出，其上部的那台交流发电机的自重不但不能保证传动皮带24正常张紧，而且还在放松。因此，扭力弹簧10的扭力方向就应当与其自重产生的转动方向相反，在因结构关系而使得所用扭力弹簧10的扭力还不足以保证传动皮带24正常张紧情况下，还需增加一点辅助手段，具体为：

在所述交流发电机的自重处于促使主、从动带轮（18、14）相互靠近的状态下，在交流发电机的壳体1外设置有辅助所述扭力弹簧10的压簧151或拉簧（显然，是用压簧或是拉簧，应在实施中根据交流发电机壳体1外的空间确定）。

图6、7、8所绘制的，均为转子轴6（当然也包括支架轴8和主动轮轴11）按照竖直状态设置的情形。在这种情况下，所有扭力弹簧10的扭力方向均为促使各传动皮带24正常张紧的方向。本领域的技术人员清楚，如果在实施中的其他条件允许，就尽量采用转子轴6按照竖直状态设置的结构。

进一步讲（参考图2、3、4），在支架轴8与摆动中心孔相互配合的这部分中，呈间隙配合状态的只是该部分的两端，该部分中间一段的直径小于两端直径0.6～2.5mm，并有密封圈13将它们隔开而使该部分中间一段与摆动中心孔的对应部分之间构成一贮油腔16，该摆动中心孔的这对应部分有与一注油嘴9联通的一圈导油槽17；在该贮油腔16内加注有高粘度硅油。

本领域的技术人员清楚，高粘度硅油（即完全甲基化的高分子量线形硅氧烷聚合物）具有高度的粘稠性，是一种防振、吸振的阻尼材料。在进一步改进的方案中，于贮油腔加注了高粘度硅油后，那种因皮带轻微振动而可能造成皮带传动机构也有点轻微振动的情况，也得到了较好的克服，可能影响整个逆变发电机寿命的振动，可以得到完全消除。显然，与贮油腔16对应的支架轴8中间一段的直径，以保证高粘度硅油能够充满、且又能够最大限定地发挥其阻尼作用为度，鉴于对本领域的技术人员来讲，其具体尺寸仅通过有限的常规试验即可确定，故不对这部分尺寸举例。

为防止高粘度硅油在使用时逐渐泄漏掉，注油嘴9最好做成由复位弹簧5、球形阀4和阀盖3所构成的单向阀结构。为保证加注高粘度硅油时能够让其尽量充满贮油腔16，在远离注油嘴9一侧最好钻出一个最后可通过堵头来堵住的排气孔91（参考图4，由于显见，在图4中省略了堵头的绘制）。为加工方便，这种性质的排气孔91可能会钻得过大。因此，在加注高粘度硅油时，不必完全拧下堵头，仅拧松而让其刚好能够排气即可。在有高粘度硅油从堵头处缝隙溢出后，再停止加注、拧紧堵头即可。

特别说明，鉴于本发明涉及的逆变发电机中的相应整流器、逆变器、控制交-直-交转换的处理器等电路构造，早已为本领域的技术人员所熟知；或至多参考一下公開番号（公开号）为特開2010-206904（P2010-206904A）、名称为《インバーター発電機》（逆变发电机）中的电路构造，或至多进行一些常规设计或常规试验，均可以实现；特别是，本发明要解决的技术问题仅仅是提供一种噪声极小、振动也极小的内有多台交流发电机的逆变发电机的传动机构。所以，在本说明书中不详述与本发明相关的电路构造。